一种卫星接收机失锁后快速捕获和定位方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种卫星接收机失锁后快速捕获和定位方法，本发明涉及卫星导航技术领域。
【背景技术】
[0002]卫星导航系统在高速载体上已经广泛应用，但是载体在高动态的环境下，卫星导航接收机的跟踪环路容易失锁。而在实际应用中，要求接收机能够在失锁后快速重定位。通常的解决办法有:
[0003](I)采用快速恢复的方式，不占用捕获通道，从失锁前的状态中推算出多普勒频率、码相位和导航比特边界。
[0004](2)采用估算帧计数的方式。卫星正常进行捕获，在卫星完成位同步后，设定伪距估算值70ms，计算出卫星发射时间，然后计算卫星位置。计算卫星位置后，与接收机位置计算出伪距，然后计算出大于数据码长的时间。根据该时间估算帧计数。
[0005]第一种方法在实际动态环境下，估计准确率低，可靠性较差，一方面导致卫星失锁，不能完成定位，另一方面可能会使定位结果产生比较大的跳变。第二种方法一方面要求捕获时间短，在多系统接收机中，会增加捕获时间。另一方面在高动态环境下，帧计数估计会不准确。
【发明内容】
[0006]本发明的技术解决问题是:克服现有技术的不足，提供一种卫星接收机失锁后快速捕获和定位方法，本发明优先捕获失锁卫星，缩短卫星的捕获时间，达到快速捕获的目的以及能够在高动态环境下比较准确的计算出伪距，从而快速完成定位解算，实现Is内重新重捕和定位。
[0007]本发明的技术解决方案是:
[0008]—种卫星接收机失锁后快速捕获和定位方法，其特征在于步骤如下:
[0009](I)判断卫星正常跟踪过程中是否失锁，若失锁则对失锁的卫星进行重新捕获，并进入步骤(2)，若未失锁，则继续保持卫星正常跟踪状态；
[0010](2)将卫星置为重捕状态，并判断重捕次数是否超过重捕次数门限，若没有超过门限，则卫星开始进行重新捕获，并进入步骤(3)，否则认为卫星此时不可见，释放捕获通道；
[0011](3)判断卫星是否捕获成功，若捕获成功，则进入步骤(4)，否则返回步骤(2);
[0012](4)卫星进行位同步，若位同步成功则进入步骤(5)，否则判断位同步次数是否超过门限，若超过则返回步骤(2)，否则继续进行位同步，直到成功进入步骤(5);
[0013](5)计算当前时刻卫星的伪距；
[0014](6)根据步骤(5)计算得到的伪距，进行定位解算，得到卫星的位置，实现快速重捕和定位。
[0015]步骤(5)中计算当前时刻卫星伪距的具体方式如下:
[0016](5a)计算失锁重捕卫星在失锁前相邻时刻的伪距差和失锁时间，估算出当前时刻的伪距；
[0017]Pi= Δ P *t 0+P 0
[0018]其中，△ P表示失锁前相邻测距时刻的伪距差，P。表示失锁前的伪距，t。表示失锁时间；
[0019](5b)估算大于数据码长的时间T1:
[0020]T1= Τ~0.01- P x/C-tms
[0021]其中，T表示当前时刻的本地时，t?s表示小于数据码长的时间；
[0022](5c)计算当前时刻卫星伪距P 2:
[0023]ti= [T1A).02]
[0024]T2= (t !+1)*0.02+tns
[0025]P2=T-T2
[0026]其中，h表示大于数据码长的时间计数取整；T 2表示发射时。
[0027]进行卫星重新捕获和步骤(3)中判断是否捕获成功的具体实现方式如下:
[0028](2a)在进行重捕时，多普勒频率设置为失锁前的值，如果捕获成功，跳出重捕状态，否则进入步骤(2b);
[0029](2b)偏移多普勒频率，偏移量为20KHz±10KHz，如果捕获成功，跳出重捕状态，否则进入步骤(2c);
[0030](2c)偏移多普勒频率，偏移量为-20KHz±10KHz，如果捕获成功，跳出重捕状态，否则重捕次数加1，进入步骤(2)重新捕获。
[0031]本发明与现有技术相比的有益效果是:
[0032](I)本发明通过优先捕获失锁的卫星以及通过将多普勒频率设定为失锁前的多普勒频率，能够实现Is内快速重捕和定位，提高了卫星的工作效率和降低了设计成本。
[0033](2)本发明通过设定多普勒频率的左右偏移量，能够在速度彡6000m/s，加速度< 100g，加加速度< 100g/s的高动态环境下实现快速重捕和定位，提高了本发明的适用性和通用性，能够应付复杂环境下的快速捕获。
[0034](3)相对于现有技术来说，本发明采用的伪距估算算法不会导致定位结果产生比较大的跳变，能够使得定位结果迅速稳定下来，保证了计算的准确性和可靠性。
【附图说明】
[0035]图1为本发明方法流程图；
[0036]图2为本发明卫星重捕流程图。
【具体实施方式】
[0037]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】进行进一步的详细描述。
[0038]如图1所示，一种卫星接收机失锁后快速重捕和定位方法，其特征在于步骤如下:
[0039](I)判断卫星正常跟踪过程中是否失锁，若失锁则对失锁的卫星进行重新捕获，并进入步骤(2)，若未失锁，则继续保持卫星正常跟踪状态；
[0040](2)将卫星置为重捕状态，并判断重捕次数是否超过重捕次数门限，若没有超过门限，则卫星开始进行重新捕获，并进入步骤(3)，否则认为卫星此时不可见，释放捕获通道；
[0041](3)判断卫星是否捕获成功，若捕获成功，则进入步骤(4)，否则返回步骤(2);
[0042]如图2所示，进行卫星重新捕获和判断是否捕获成功的具体实现方式如下:
[0043](2a)在进行重捕时，多普勒频率设置为失锁前的值，如果捕获成功，跳出重捕状态，否则进入步骤(2b);
[0044](2b)偏移多普勒频率，偏移量为20KHz±10KHz，如果捕获成功，跳出重捕状态，否则进入步骤(2c);
[0045](2c)偏移多普勒频率，偏移量为-20KHz±10KHz，如果捕获成功，跳出重捕状态，否则重捕次数加1，进入步骤(2)重新捕获。
[0046](4)卫星进行位同步，若位同步成功则进入步骤(5)，否则判断位同步次数是否超过门限，若超过则返回步骤(2)，否则继续进行位同步，直到成功进入步骤(5);
[0047](5)计算当前时刻卫星的伪距；
[0048]计算当前时刻卫星伪距的具体方式如下:
[0049](5a)计算失锁重捕卫星在失锁前相邻时刻的伪距差和失锁时间，估算出当前时刻的伪距；
[0050]Pi= Δ P *t 0+P 0
[0051]其中，Δ P表示失锁前相邻测距时刻的伪距差，P。表示失锁前的伪距，t。表示失锁时间；
[0052](5b)估算大于数据码长的时间T1:
[0053]T1= Τ~0.01- P x/C-tms
[0054]其中，T表示当前时刻的本地时，t?s表示小于数据码长的时间，C表示光速；
[0055](5c)计算当前时刻卫星伪距P 2:
[0056]ti= [T1A).02]
[0057]T2= (t !+1)*0.02+tns
[0058]P2=T-T2
[0059]其中，h表示大于数据码长的时间计数取整；T 2表示发射时。
[0060](